DE1144313B

DE1144313B - Axle drive for the two wheel sets of a bogie for rail vehicles

Info

Publication number: DE1144313B
Application number: DEW22056A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ahrens
Original assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Current assignee: Waggonfabrik Uerdingen AG
Priority date: 1957-10-16
Filing date: 1957-10-16
Publication date: 1963-02-28

Description

Achsantrieb für die beiden Radsätze eines Drehgestells für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Achsantrieb für die beiden mit durchgehenden Achswellen versehenen Radsätze eines Drehgestells für Schienenfahrzeuge mit außenhalb des Radsatzbereiches liegendem Antriebsmotor. Es ist bei einem zweiachsigen Lokomotivantrieb bekannt, die beiden Achsgetricbegehäuse durch ein. zweiteiliges rohrförmiges Glied zu verbinden, um eine Parallelität der Räder und eine Führung der Achsen zu erreichen. Dabei können aber die Gahause der beiden Achsgetriebe federnde Bewegungen zueinander ausführen, so daß die Verbindungswelle der Stirnräder der beiden Achsgetriebe bei Gleisunebenheiten unerwünschten Verdrehungsbeanspruchungen ausgesetzt ist. Bei Kraftfahrzeugen mit zwei angetriebenen Hinterachsen hat man bereits die Achsgehäuse in Ansätzen drehbar ineinandergelagert, die die beiden Achsen zwar auf genauen Abstand halten, aber Verdrehungsbeanspruchungen der Verbindungswelle und der Zahnräder bei unebener Fahrbahn ebenfalls nicht verhindern können. Für Kraftfahrzeuge mit Schwingachsen ist auch schon die starre Verbindung der Achsgetriebegehäuse über ein Rohrstück bekannt, durch das die die Achsgetriebe verbindende Antriebswelle hindurchgeführt ist. Für Schienenfahrzeuge ist eine derartige Anordnung jedoch nicht verwendbar, da die Räder zueinander nicht gespreizt werden .dürfen, um eine feste Spur einzuhalten. - Bei Straßenbahnwagen hat sich eine Antriebsart des Drehgestells eingeführt, bei der ein in Fahrtrichtung liegender Elektromotor über zwei Kegelradgetriebe die mit Spiel die Radsatzwällen umschließenden Hohlachsen antreibt, wobei die Hohlachsen mittels Gummischeiben räumlich elastisch mit den Radsatzwellien verbunden sind. Diese -bewährte Ausführung ist jedoch nur für innerhalb des Drehgestells gelagerte Elektromotoren anwendbar, denn nur dienen schwere Gehäusekörper sind zur Aufnahme der aus den Drehmomenten herrührenden Beanspruchung geeignet. Für Verbrennungsmotomen ist diese Ausführung wegen ihrer verhältnismäßig leichten Gehäuse nicht verwendbar, zumal diese Motoren einschließlich ihrer Wechsel- und Wendegetriebe, der Steuerung, Luftzufuhr, Kühler usw. auch einen mehrfach größeren Raum einnehmen, der zwischen den beiden Achsen eines DTehgestells nicht zur Verfügung steht. Außerdem wäre der hochempfindliche Motor vertikal zu hart gefedert.Axle drive for the two wheel sets of a bogie for rail vehicles The invention relates to an axle drive for the two with continuous axle shafts provided wheelsets of a bogie for rail vehicles with outside the wheelset area horizontal drive motor. It is known in a two-axle locomotive drive the two axle gear housings through a. to connect two-part tubular member, to achieve a parallelism of the wheels and a guidance of the axes. Here you can but the Gahause of the two axle drives perform resilient movements to each other, so that the connecting shaft of the spur gears of the two axle drives on uneven tracks is exposed to undesirable torsional stresses. In motor vehicles with two driven rear axles, the axle housing is already rotatable in approaches stacked one inside the other, which keep the two axes at an exact distance, but Torsional stresses on the connecting shaft and the gears on uneven road surfaces also cannot prevent. For motor vehicles with swing axles is also already known the rigid connection of the axle drive housing via a piece of pipe, through which the drive shaft connecting the axle drives is passed. For However, such an arrangement cannot be used for rail vehicles, since the wheels must not be spread apart in order to maintain a fixed track. - At Tram cars have introduced a type of bogie drive in which an electric motor in the direction of travel via two bevel gears with play the wheelset walls surrounding hollow axles drives, the hollow axles by means of Rubber washers are spatially elastically connected to the wheel set shafts. This -proven However, it is only designed for electric motors mounted inside the bogie applicable, because only heavy housing bodies are used to absorb the torques due to stress. This version is for internal combustion engines not usable because of their relatively light housing, especially since these motors including their change and reversing gears, the control, air supply, cooler etc. also occupy a space that is several times larger, that between the two axes a D-frame is not available. In addition, the would be highly sensitive Motor has too hard a vertical suspension.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Achsantrieb für die beiden mit durchgehenden Wellen versehenen Radsätze eines Drehgestells für Schienenfahrzeuge mit außerhalb des Radsatzberreiches liegendem Antriebsmotor jede Gegenbeweglichkeit zwischen der Kegelradwelle und den beiden Achsgetrieben auszuschalten. Erfindungsgemäß eTfolgt dies dhzrch die Vereinigung der an sieh bekannten Merkmale: a) Die Radsatzwellen sind von je einer Hohlwelle umgeben und mit dieser mittels Gumnükupplungen elastisch verbunden; b) die Gehäuse der beiden Achsgetriebe sind mit einem Distanzrohr starr verbunden, wobei die beide Achsgetriebe antreibend Kegelradwelle durch das Distanzrohr :hindurchgeführt ist.In contrast, the invention is based on the object of an axle drive for the two wheelsets of a bogie with continuous shafts for Rail vehicles with drive motors outside of the wheelset area each Switch off countermobility between the bevel gear shaft and the two axle drives. According to the invention, this follows, that is, the combination of the features known per se: a) The wheelset shafts are each surrounded by a hollow shaft and with this by means of Rubber couplings elastically connected; b) the housings of the two axle drives are rigidly connected with a spacer tube, the two axle drives driving bevel gear shaft through the spacer tube: is passed through.

Das die beiden Achsgetriebegehäuse verbindende Distanzrohr ermöglicht es, den gesamten Drehgestellantrieb zu einem Block zusammenzufassen, um alle auftretenden Beanspruchungen mühelos aufzunehmen. Da das Distanzrohr gegenüber den. bisher verwendeten Elektromoterengehäusen nur einen geringen Durchmesser besitzt, wird dar Aufbau dies. Drehgesteltrahmens bei der Verwendung eines derartigen ,Distanzrohres erheblich einfacher, und es wird Platz gewonnen. Es können infolgedessen Drehgestellwiegen, in Wiegeba'lkenmitte beaufschlagte Drehzapfen, pendelnde Wiegengehänge od. dgl. verwendet und somit der Wagenlauf wesentlich verbessert werden. Außerdem läßt sich das Distanzrohr jedem gewünschten Radstand des Drehgestells leicht anpassen. Dadurch, daß die beide Achsgetriebe miteinander verbindende Kegelradwelle durch das Distanzrohr hindurchgeführt wird, ist erstere gegen Staub, Feuchtigkeit und Sk%inschlag abgeschirmt. Auch kann das Schmieröl aus den Achsgetriebegehäusen nicht ausfließen. Darüber hinaus werden durch die Erfindung Verdrehungen und Zwängungen und .die dbmit verbundenen hohen Beanspruchungen der Kegelradwelle und dien Getriebeteile bei Gleisunebenheiten und Gefäl-IsbTüchen vermieden, so daß die Antrizbsteile nur auf das zu übertragende Motordrehmoment abgestellt werden könne, ihre lange Lebensdauer verbürgt ist und beispielsweise auch Drehrnomentstützen eingespart werden. können.The spacer tube connecting the two axle drive housings enables it is necessary to combine the entire bogie drive into one block in order to deal with all occurring Effortlessly absorbing stresses. Since the spacer tube opposite the. previously used Electric motor housing has only a small diameter, the structure will do this. Bogie frame when using such a spacer tube considerably easier, and space is gained. As a result, bogie cradles pivot pins, oscillating cradle hangers or the like, acted upon in the middle of the cradle beam used and thus the carriage run can be significantly improved. In addition, can Easily adapt the spacer tube to any desired wheelbase of the bogie. Through this, that the bevel gear shaft connecting the two axle drives through the spacer tube is passed through, the former is shielded against dust, moisture and dust. The lubricating oil cannot flow out of the axle drive housing either. Furthermore twisting and constraints and the associated with high loads on the bevel gear shaft and are used for gear parts on uneven tracks and chamfered cloths avoided, so that the drive parts only on the engine torque to be transmitted can be turned off, their long service life is guaranteed and, for example, torque supports can also be saved. can.

Nach einem. :weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der Antrieb der die beiden Achsgetriebe miteinander vembindeßen Kegelradwelle in an sich. bekannter Weise über ein zwischen den beiden Achswellen: liegendes und auf der Ksgelradwelle und einer oberhalb der ersten Radsatzwelle vorgesehenen Vorgelegewelle angeordnetes Stimzahnradpaar. Insbesondere für Verbrennungsmotoren ist dies eine vorteilhafte Ausführungsform, da auch die erforderlichen Wechsel- und Wendegetriebe, Kühler, die Steuerung usw. dann leicht und übersichtlich außerhalb des Drehgestells unterzubringen sind: Dabei kann in an sich bekannter Weise zwischen de Kegelradwelle und der Vorgelegewel e auch noch ein DiffferantialgetTiebe eingebaut sein., mit dessen Hilfe Ungeaauigkeiten in den Laufkreisdurchrnessern der Räder beider Radsätze ausgeglichen und auf beide Radsätze stets gleich große Drehmomente abgegeben werden.After a. : Another feature of the invention is the drive of the the two axle drives vembindeßen bevel gear shaft in itself. better known Way about a between the two axle shafts: lying and on the Ksgelradwelle and a countershaft provided above the first wheelset shaft Spur gear pair. This is particularly advantageous for internal combustion engines Embodiment, since the required change and reversing gears, coolers, the control etc. can then be accommodated easily and clearly outside the bogie are: Here, in a known manner, between the bevel gear shaft and the countershaft e also have a DiffferantialgetTiebe built in., with the help of inaccuracies balanced in the running circle diameters of the wheels of both wheelsets and on both Gear sets are always given the same torque.

Nach. einer weiteren Ausführungsform kann .der Antrieb der die beiden Achsgetriebe miteinander verbindenden Kegelradwelle in gleichfalls bekannter Weise durch einen vor der ersten Radsatzwelle gelagerten Wünkeltrieb erfolgen, wobei das Kegelritzel der an&eibennden Weilt entweder unmittelbar in das gleiche Tellerrad eingreift, welches mit dem einen Kegelrad der Kegekadrwelle zusammenarbeitet, oder in ein gesondertes, mit der Hohlwelle des, ersten Radfest verbundenes Tellerrad. Diese Ausführumg wird man dann wählen, wenn die -Platzverhältnisse die Anordnung der Antriebswelle vor dem Achsgetriebcgehäuse vorteilhaft erscheine lassen.To. Another embodiment can .the drive of the two Axle drive interconnecting bevel gear shaft in an also known manner take place by a Wünkel drive mounted in front of the first wheelset shaft, whereby the The bevel pinion of the respective shafts either directly in the same crown wheel engages, which cooperates with the one bevel gear of the Kegekadrwelle, or into a separate ring gear firmly connected to the hollow shaft of the first wheel. This version will be chosen if the space conditions suit the arrangement make the drive shaft appear advantageous in front of the axle gear housing.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die beide Getriebe verbindende Kegelradwelle oder aber auch die vor der erste Radsatzwelle gelagerte antreibende Welle in Höhe der Radsatzweäe angeordnet ist. Falls mau Kegelradschraubgetriebe verwendet; könne die beiden erwähnten Welle auch weiter nach unten oder oben verlegt werden, sofern eine Anpassung an die Höhenlage der Motoren, Wechsolgettiebe od. dgl. dies zweckmäßig erscheinen läßt.It is not absolutely necessary that the two gears connect Bevel gear shaft or the driving shaft mounted in front of the first wheelset shaft Shaft is arranged at the level of the Radsatzweäe. If mau bevel helical gear units used; The two shafts mentioned could also be moved further down or up if an adjustment to the height of the motors, changeover sieves od. Like. Makes this seem appropriate.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestelt.The invention is shown schematically in the drawing.

Abb. 1 zeigt den Drehgestellantrieb mit Distanzrohr und Vorgelegowelle im Aufriß und Abb. 2 im Gmundriß; Abb. 3 stellt: eine Ausführungsform dieses Antriebs ; mit eingebautem Diüemntialgetriebe im Grundriß dar, Abb. 4 eine Ausführungsform mit vor der ersten Radsatzwelle angeordneter antreibender Welle im Grundriß und Abb:5 eine Ausführungsform wie Abb. 4 im Grundriß, bei der jedoch das Kegelrad der Kegelradwelle und das Kegphitzel der antreibenden Welle mit dem gleichen Tellerrad einer Hohlwelle kämmen.Fig. 1 shows the bogie drive with spacer tube and countershaft in elevation and Fig. 2 in Gmundriß; Fig. 3 shows: an embodiment of this drive ; with built-in diuemntial gear in plan, Fig. 4 shows an embodiment with the driving shaft arranged in front of the first wheelset shaft in plan and Fig: 5 an embodiment like Fig. 4 in plan, but in which the bevel gear of the Bevel gear shaft and the bevel gear of the driving shaft with the same ring gear Comb a hollow shaft.

Wie am Abb. 1 und 2 `hervorgeht, smnd die Gehäuse 1 und 2 der beiden Achsgetriebe mittels Wälzlagern. auf den die Radsatzwelllen 3 und 4 mit Spiel umfassenden Hohlwellen 5 gelagert. Die Tellerräder 5a bilden dagegen mit den Hohlwellen 5 eine starre Einheit. Die elastische Verbindung der Hohlwellen 5 mit dien Radsatzvellen 3 und 4 erfolgt durch die Gummikupplungen 6; die e inerseits an den Flanschen 7 de x! 5 und andererseits an den auf den Radsatzwellon 3. und 4 aufgepreßten Scheiben 8 befestigt sind. Beide Getriebegehäuse 1 und 2 sind mittels Sehraub-, Niet- oder Preßverbindung mit dem Distanzrohr 9 starr verbunden. Dieses Distanzrohr 9 kann in, beliebiger Länge verwendet und damit jedem Radstand angepaßt werden, ahne daß die Achsgetriebe -dadurch eine Veränderung erfahren. Das Distanzrohr 9 bildet gleichzeitig die Drehmomentstütze für beide Achsgetriebe. Es kann. kreisförmig sein oder auch ovalen oder polygonartigen Querschnitt besitzen.As can be seen in Fig. 1 and 2, the housings 1 and 2 of the two axle drives are made by means of roller bearings. mounted on the hollow shafts 5 encompassing the wheelset shafts 3 and 4 with play. The ring gears 5a , on the other hand, form a rigid unit with the hollow shafts 5. The elastic connection of the hollow shafts 5 with the wheelset shafts 3 and 4 is made by the rubber couplings 6; the one on the flanges 7 de x! 5 and, on the other hand, are attached to the disks 8 pressed onto the wheel set corrugation 3 and 4. Both gear housings 1 and 2 are rigidly connected to the spacer tube 9 by means of a screw, rivet or press connection. This spacer tube 9 can be used in any length and thus be adapted to any wheelbase, without knowing that the axle drive will experience a change as a result. The spacer tube 9 also forms the torque support for both axle drives. It can. be circular or have an oval or polygonal cross-section.

In jedem Achsgetriebe befindet sieh eine kurze Ritzelwelle 10 bzw. 11. Diese sind über Zahnkupplungen 12 od. dgl. mit der Kegelradwelle 13 verbunden. Der Antrieb der Kegelradwelle 13 erfolgt über ein Stimzahnradpaar, dessen eines Zahnrad 14 auf der im Getriebegehäuse 1 gelagerten kurzen Ritzelwelle 10 und dessen zweites Zahnrad 15 auf dem einen Ende der antreibenden -Vorgelegewelle 16 aufgekeilt oder auf andere Weise befestigt ist. Die Vorgelegewelle 16 ist im Getriebegehäuse 1 gelagert, überbrückt die erste Radsatzwelle 3 und trägt am anderen Ende das Kardangelenk 17 für den Anschluß der zu de treibenden Aggregaten führenden Gelenkwelle 18. Infolge Höherlegung der Vorgelegewelle 16 kommt diese bei Triebwagen in eine günstige Lage, die etwa der räumlich. bedingten Lage des Motors bzw. der Wechselgetriebe entspricht.A short pinion shaft 10 or 11 is located in each axle drive. These are connected to the bevel gear shaft 13 via gear couplings 12 or the like. The bevel gear shaft 13 is driven by a pair of spur gearwheels, one gearwheel 14 of which is keyed on the short pinion shaft 10 mounted in the gear housing 1 and the second gearwheel 15 on one end of the driving countershaft 16 or is otherwise fastened. The countershaft 16 is mounted in the transmission housing 1, bridges the first wheelset shaft 3 and at the other end carries the cardan joint 17 for the connection of the propeller shaft 18 leading to de driving units the spatial. conditional position of the engine or the change gear corresponds.

Nicht immer ist es erwünscht, daß beide Radsatzwellen 3 und 4 durch die sie verbindende Kegelradwelle 13 starr gekuppelt sind. Bei schlechten Gleisverhältnissen und ungleichen Laufkresdurchmessern der Treibräder ist es vorteilhafter, beide Radsatzwellen 3 und 4 unabhängig voneinander anzutreiben. Nach Abb. 3 erfolgt dies durch Unterbrechung der Kardanwelle 13 und Einschalten eines Differentiaigetriebes. Die Vorgelegewelle 16 treibt in diesem Fall über das Zahnrad 19 das Zahnrad 20 an, in welchem sich die Differentialräder 21 befinden. Diese wiederum greifen in die Kegelräder 22 und 23 ein und geben ausgleichend das Drehmoment an beide Radsatzwellen 3 und 4 ab.It is not always desirable that both wheelset shafts 3 and 4 go through the bevel gear shaft 13 connecting them are rigidly coupled. With bad track conditions and unequal running diameter of the drive wheels, it is more advantageous to use both wheelset shafts 3 and 4 to be driven independently of each other. According to Fig. 3, this is done by interruption the cardan shaft 13 and switching on a differential gear. The countershaft 16 drives in this case the gear 20 via the gear 19, in which the differential gears 21 are located. These in turn engage the bevel gears 22 and 23 and transfer the torque to both wheelset shafts 3 and 4 to compensate.

Um .den Ausschlag der Gelenkwelle 18 klein zu halten, legt man das Kardangelenk 17 nach Möglichkeüt dicht an die Radsatzwelle 3, wie dies aus Abb. 1 hervorgeht. Für den Fall; daß die vom Drehgestell zu befahrenden Kurven verhältnismäßig große Radien haben, kann der Drehgestelläntrieb auch gemäß Abb. 4 ausgeführt sein. Hierbei steht die antreibende Welle 16 über -ein KegelritzeT 24 mit einem fest mit der Hohlwelle 5 des zum ersten Radsatz 3 gehörenden Achsgetriebes verbundene Tellerrad 25 im Eingriff. Ein zweites, ebenfalls fest auf dieser Hohlwelle 5 sitzendes Tellerrad 26 überträgt dann. den Restteil, des Drehmoments auf die Kegelradwvelle 13 und weiter über das Tellerrad der Hohlwelle der zweiten Radsatzwalze auf deren Treibräder.In order to keep the deflection of the cardan shaft 18 small, this is done Cardan joint 17 as close as possible to wheelset shaft 3, as shown in Fig. 1 shows. In the case; that the curves to be negotiated by the bogie are proportionate have large radii, the bogie drive can also be designed as shown in Fig. 4. Here, the driving shaft 16 is fixed with a conical groove 24 with a the hollow shaft 5 of the axle drive belonging to the first gear set 3 connected to the ring gear 25 engaged. A second ring gear, also firmly seated on this hollow shaft 5 26 then transmits. the remainder of the torque on the bevel gear shaft 13 and on Via the ring gear of the hollow shaft of the second wheelset roller on its drive wheels.

Will man diesen Antrieb besonders leicht bauen, so kann das Tellerrad auf der Hohlwelle der ersten Radsatzwelle sowohl mit dem Kegelritzel der antreibenden Welle 16 als auch mit dem entsprechenden Kegelritzel der Kegelradwelle 13 im Eingriff stehen, wie dies Abb. 5 zeigt.If you want to build this drive particularly light, then the crown wheel can on the hollow shaft of the first wheelset shaft with both the bevel pinion of the driving one Shaft 16 as well as with the corresponding bevel pinion of the bevel gear shaft 13 in engagement stand, as shown in Fig. 5.

Die Unteransprüche besitzen keine selbständige Bedeutung.The subclaims have no independent meaning.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Axle drive for the two wheel sets with continuous axle shafts of a bogie for rail vehicles with a drive motor outside the wheel set area, characterized by the combination of the features known per se: a) the wheelset shafts (3 and 4) are each supported by a hollow shaft ( 5) surrounded and elastically connected to it by means of rubber couplings (6); b) the housings (1 and 2) of the two axle drives are rigidly connected to a spacer tube (9), the bevel gear shaft (13) driving both axle drives being passed through the spacer tube.

2nd final drive after Claim 1, characterized in that the drive of the bevel gear shaft (13) via one between the two wheelset shafts (3 and 4) and on the Kegalradwelle and a countershaft (16) provided above the first wheelset shaft (3) arranged Spurzahuradpaar (14, 15) takes place. Final drive according to the. Claims 1 and 2, characterized in that between the bevel gear shaft (13) and the countershaft (16) a differential gear (20 to 23) is installed. 4. axle drive according to claim 1, characterized in that the drive of the bevel gear wool (13) by a front the first wheelset shaft (3) mounted angular drive takes place, the bevel pinion (24) of the driving shaft (16) either engages directly in the same ring gear, which cooperates with one bevel gear of the bevel gear shaft (13), or in a separate ring gear firmly connected to the hollow shaft (5) of the first gear set (25). Considered publications: German Patent Specifications No. 538 988, 589 879, 650 692; German utility model No. 1738 239; Austrian patent specification No. 125,793; Swiss Patent No. 278 439; British patents No. 231665, 305 340.